变频空调压缩机电机设计
直流变频空调基本原理及结构
直流变频空调基本原理及结构直流变频空调其关键在于采用了无刷直流电机作为压缩机，其控制电路与交流变频控制器基本一样。
（1）直流变频空调的基本原理•直流变频概念我们把采用无刷直流电机作为压缩机的空调器称为“直流变频空调”从概念上来说是不确切的，因为我们都知道直流电是没有频率的，也就谈不上变频，但人们已经形成了习惯，对于采用无刷直流压缩机的空调器就称之为直流变频空调。
•无刷直流电机无刷直流电机与普通的交流电机或有刷直流电机的最大区别在于其转子是由稀土材料的永久磁钢构成，定子采用整距集中绕组，简单地说来，就是把普通直流电机由永久磁铁组成的定子变成转子，把普通直流电机需要换向器和电刷提供电源的线圈绕组转子变成定子。
这样，就可以省掉普通直流电机所必须的电刷，而且其调速性能与普通的直流电动机相似，所以把这种电机称为无刷直流电机。
无刷直流电机既克服了传统的直流电机的一些缺陷，如电磁干扰、噪声、火花可靠性差、寿命短，又具有交流电机所不具有的一些优点，如运行效率高、调速性能好、无涡流损失。
所以，直流变频空调相对与交流变频空调而言，具有更大的节能优势。
•转子位置检测由于无刷直流电机在运行时，必须实时检测出永磁转子的位置，从而进行相应的驱动控制，以驱动电机换相，才能保证电机平稳地运行。
实现无刷直流电机位置检测通常有两种方法，一是利用电机内部的位置传感器（通常为霍尔元件）提供的信号；二是检测出无刷直流电机相电压，利用相电压的采样信号进行运算后得出。
在无刷直流电动机中总有两相线圈通电，一相不通电。
一般无法对通电线圈测出感应电压，因此通常以剩余的一相作为转子位置检测信号用线，捕捉到感应电压，通过专门设计的电子回路转换，反过来控制给定子线圈施加方波电压；由于后一种方法省掉了位置传感器，所以直流变频空调压缩机都采用后一种方法进行电机换相。
•直流变频空调与交流变频空调的电控区别交流变频空调的变频模块按照SPWM调制方法，通过三极管的通断，给压缩机三相线圈同时通电，压缩机为一三相交流压机。
新2kW直流变频空调压缩机电机开发
, L t d Z IP C o d e , C h in a )
Ab s t ra e t : T h i s P a P e r e x P l a i n s t h e d e v e l o P m e n t o f 2 k w
IPM
m o to r f o r r o o m a ir e o n d it io n e r
约材 料 的产品如 果 不能 使 消 费 者感 觉 到 舒 适 性 , 也 是不 能被 消费者 接 受 的 采 用 变 速高 效 控 制 , 节 省
A C 电机 的传 统称 呼是 交 流变 频 电机 ! , 对 SPM 和 P I M 电机 的传统 称 呼是 直 流变 频 电机 !, 由 于 I M P 电机在 性能 成 本 机 械 强 度 等 方 面 都 具 有 明 显 优 势 , 该 种 电机 逐渐 成为这 个 技术 领域 的主 流 在 过去 的市场 上 变频 空调 主要 以 2 . 2 一3. 5 kw 制冷量 为 主 , 在较 大 功率 的空 调 领 域 主 要 还 是 以使 用 定速 压缩 机为 主 目前 随 着 用 量 的增 大 , 大功 率
及创 新性 的 解决 方法进行 了说 明
以上要 求并 用新 方法解 决 了工艺性 的 问题 关键 词 : 电机 ; 效 率 ; 噪音 ; 定 子扭料 中 图分类 号 : T M 34 . 6 4 文 献标 识码 : A
D e v e lo P m e n t o f Ne w 2 k w
D C In v A ir C o n d it io n e r C o m P r e s s o r MOt o r
t e r s t a t o r e o i l w i n d i n g . A n d w e u se a n e w w a y t o s o l v e t h e t e e h n o l o g i ea l P r o ee s s P ro b l e m o f s k e w . K e y w o rd s : m o t o r ; e f f i c i e n c y ; n o i s e ; s t a t o r s k e w
变频空调电气控制设计学士学位论文
变频空调电气控制设计目录绪论 (3)1.1 实训背景来源及其探究意义 (3)1.2 空调器控制技术发展概况 (4)1.2.1 在空调器控制技术发展概况 (4)1.2.2 变频空调器的产生与发展 (6)1.2.3 模糊控制技术的发展及研究动态 (7)1.3 用主要设计内容 (8)第 2 章方案论证 (9)2.1 空调器电控系统总设计方案 (9)2.2 空调器压缩机控制方案 (9)2.2.1 变频调速的基本方式 (11)2.2.2 宽脉调控控制策略 (12)2.2.3 实现手段 (13)2.3 温度控制方案选择 (14)2.4 本章小结 (15)第 3 章变频空调器电控系统设计 (16)3.1 电控系统总体结构 (16)3.2 室内机组设计 (17)3.2.1 红外遥控器信号的接受 (17)3.2.2 风门步进电机的控制 (18)3.2.3 室内风扇电机的调速控制 (18)3.3 室外机组设计 (20)3.3.1 室外风扇电机控制电路 (20)3.3.2 电流检测电路 (21)3.3.3 辅助电源设计 (22)3.3.4 变频电路的设计与控制 (23)3.3.5 室外机软件的编制 (23)3.4 温度检测电路 (24)3.5 变频电路设计 (25)3.6 本章小结 (26)第 4 章模糊控制器的设计 (27)4.1 模糊控制的基本原理 (27)4.2 变量模糊化 (27)4.3 模糊控制规则的确定 (32)4.3.1 模糊温度控制器的反模糊化 (32)4.3.2 模糊控制器的软件框图 (33)4.4 基于模糊推理的自调器PID控制器 (34)4.5 PID控制器参数自整定原则 (34)4.6 模糊控制器的仿真 (36)4.7 本章小结 (37)结论 (38)致谢 (39)参考资料 (41)绪论1.1 实训背景来源及其探究意义空调是空气调节器的简称, 它的作用是通过空调器对室内空气进行处理, 使它的温度、湿度、气流速度和洁净度达到所需的要求, 为人们提供舒适生活条件和为生产工艺提供一定的环境条件服务。
压缩机系统高压变频器的选型设计和应用分析
压缩机系统高压变频器的选型设计和应用分析发布时间：2021-04-29T07:58:40.293Z 来源：《福光技术》2021年1期作者：王明蔡培升邵刚涛[导读] 移相变压器容量大的高压变频器具有可靠性高、过载能力大的特点，但价格也相对略高。
长庆工程设计有限公司陕西西安 710018摘要：随着国家对工业生产节能降耗、调节控制的要求越来越高，大功率设备如高压大功率压缩机驱动电机是工业生产中的耗电大户，利用高压变频器可以大幅降低能耗和生产成本。
作为高价值的电气设备，高压变频器和低压变频器有着很大的不同，在工程项目设计选择低压变频器时，一般根据负载的类型、负载电压等级和功率，就能快速选择对应的低压变频器；而对于高压变频器的选型设计就比较复杂，需要考虑较多的因素，所以选择适合现场需求的高压变频器, 在实际应用中显得越来越重要。
关键词：压缩机系统；高压变频器；选型设计和应用一、高压变频器选型设计1.1高压变频器输出电流高压变频器一般按照负载电机电流来选择变频器，高压变频器的额定输出电流大于等于电机电流即可，对于特殊负载可按电机额定电流的 1.25 倍来选择高压变频器，即高压变频器的输出电流大于等于电机电流的 1.25 倍。
不同品牌的高压变频器，相同电流输出的高压变频器有不同的形式，其区别在于其移相变压器的容量不一样，移相变压器容量大的高压变频器具有可靠性高、过载能力大的特点，但价格也相对略高。
1.2高压变频器整流脉冲数高压变频器的一个重要参数是整流脉冲数，一般为 18、24、30、36、48，整流脉冲数越高，对应的功率单元数量也越多，其成本也越高，变频器输出正弦波波形越完美。
但整流脉冲数超过 36 相后，谐波电流幅值降低不显著，所以从成本和使用考虑，整流脉冲数为 36 的高压变频器基本满足使用。
1.3高压变频器散热问题高压变频器在正常工作时，热量来源主要是移相变压器、功率单元、控制系统等，其中作为功率单元主电路电子功率器件和功率柜的散热与通风设计最为重要。
变频压缩机的工作原理
变频压缩机的工作原理
变频压缩机是一种通过调节电机转速来实现压缩机容积流量变化的压缩机。
其工作原理如下：
1. 变频控制：变频压缩机通过变频器（变频控制器）控制电机的转速。
变频器可以根据需求调节电机的转速，从而实现对压缩机容积流量的调节。
2. 压缩气体进入：当压缩机启动时，通过进气阀门将外部空气（或其他气体）引入压缩机。
进入后，气体被引导到压缩机的气缸中。
3. 复活工作：气缸内的活塞开始往复运动。
活塞的运动会造成气缸内气体的压缩。
气体的压缩过程会增加气体的密度和温度。
4. 排放压缩气体：当气体被压缩到一定压力后，压缩机的排气阀门会打开，将压缩气体推出压缩机并送往系统中。
5. 变频控制调节：变频器根据系统需求，调节电机的转速。
通过提高或降低电机转速，可以实现压缩机容积流量的调节，并满足系统对
压缩空气的需求。
6. 压缩机运行与停机：压缩机会根据系统需求持续运行，当系统压力满足要求或需求减少时，变频控制器会降低电机转速或停止电机运行，达到节能和调节供气量的目的。
通过变频控制技术，变频压缩机能够根据实际需求智能地调节输出容积流量，节能且能够满足变化的工艺要求。
它具有广泛的应用领域，如制冷空调、工业生产、航空航天等。
交流变频与直流变频的区别
1、压缩机直流变频空调和交流变频空调采用的压缩机电机，原理上都是定子产生一个不断旋转的圆形旋转磁场，利用定子、转子电磁间磁场力相互作用产生转矩不断推动转子转动。
①交流变频：压缩机采用交流电机驱动原理：采用交流变频压缩机，通过定子、转子之间的磁场的相互作用使转子旋转。
但其特别的设计使得可以在较大范围内通过改变电源的频率和电压来改变电机的转速；特点：相对于定频空调而言，交流变频空调具有制冷制热快速、控温精确的特点。
但交流变频压缩机的运转是靠定子绕组上通过的电流和转子绕组上的感应电流形成的磁力线的相互作用实现的，因此转子绕组有电流通过，产生电能损耗。
其成本比直流变频空调要低很多；②直流变频：压缩机采用直流电机驱动原理：采用直流变频压缩机，压缩机定子产生旋转磁场与转子永磁磁场直接作用，实现压缩机运转。
由于转子是永磁体，没有线圈/绕组，无需外部供电，也就不产生电能损耗，效率高、节能；特点：效率高与噪音低。
直流变频压缩机效率比交流变频压缩机高10%～30%，噪音低5分贝～10分贝。
交流变频与直流变频是两代产品，空调技术最领先的日本已全部为直流变频。
2、控制系统①交流变频交流变频压缩机采用异步控制，（下划线部分不讲解：220V/50Hz的市电经整流滤波后得到310V左右的直流电，此直流电经过逆变后，就可以得到用以控制压缩机运转的变频电源。
脉宽调制（PWM）：在输出电压每半个周期内，把输出电压的波形分成若干个脉冲波，由于输出电压的平均值与脉冲的占空比（脉冲的宽度除以脉冲的周期称为占空比）成正比，所以在调节频率的同时，不改变脉冲电压幅度的大小，而是改变脉冲的占空比，可以实现变频也变压的效果。
这种方法称为PWM（PuleWidth Modulation）调制，PWM 调制可以直接在逆变器中完成电压与频率的同时变化），控制电路比较简单。
②直流变频：直流变频压缩机属于同步控制，时刻检测压缩机转子位置，并依据压缩机转子位置进行实时调节，控制压缩机频率。
海尔变频空调电路原理图纸
海尔变频空调电路原理及图纸海尔变频空调电路原理及图纸海尔牌变频空调器早期在市场上主要有：KFR-20Gw／(BP)、KFR-28GW／A(BP)、KFR-32Gw／(BP)、KFR-36GW ／(BP)、KFR-40Gw／(BP)、KFR-50Lw／(BP)和带有负离子发生器的健康型空调器KFR-25Gw／BP×2(F)、KFR-50LW／(BPF)等。
他们的变频控制原理基本相同，本文主要以KFR-50LW(BP)金元帅柜机王为例，分析控制电路的工作原理，以抛砖引玉。
图1是室内机控制电路原理图，图2是室外机控制电路原理图，两个原理图均是作者依据实物绘制，仅供参考。
一、室内机控制电路原理室内机控制电路采用变频空调专用芯片47C862AN-Gc5l。
该芯片内部除了写入空调器专用程序外，还包含有CPU 微处理器、程序存贮器、数据存贮器、输入输出接口和定时计数器电路等电路，可对输入的信号进行运算和比较，根据运算和比较的结果，对室外机、风机、定时、制冷制热、抽湿等工作状态进行控制。
1．ICI(47C862AN-GC51)主要引脚功能(1)35、64脚为供电端，典型的工作电压为+5V。
(2)芯片的32、33、34、39、48、60为接地端。
(3)31脚是蜂鸣器接口。
CPU每接到一次用户指令，31脚便输出一个高电平，蜂鸣器鸣响一次，以告知用户CPU 已接到该项指令。
若整机已处于关机状态，遥接器再输出关机指令，蜂鸣器也不响。
(4)36、37、38是温度采集口，其中36、37脚为室内机热交换器温度输入口，38脚为室内温度输入口。
(5)复位电路由20脚和ICl03、R101、D101、C103、C109构成，低电平有效。
空调器每次上电后，复位电路产生一个低电压，使CPU程序复位。
当机器正常工作时，复位端为高电平。
(6)62脚为开关控制端开关控制口(多功能口)，低电平有效。
应急运转时，按住电源开关，使该脚连续3秒以上持续高电平，蜂鸣器连响两下，机器即可进入应急运转状态。
空调压缩机中永磁同步电机的损耗分析
式 中： Ｐ ——铜 线电阻率 ；Ｌ ａ ——半匝线 圈长 Ｎ —— 每相绕组 串联 匝数 ； Ｎ ＿ 并绕 根数 厂 ＿
１ 永磁 电机 中的损耗
电机 损耗直 接影 响电机效率 ，同时也是 电机温 升的来源 。 电机损 耗可 分为铜 耗 、铁耗 、杂散损耗 和机 械损耗 。其 中铜耗 即 电机 绕组 上产生 的损耗 ；铁 耗指铁 心 中磁场 变化而 引起 的损 耗 ，包括 磁滞 损耗 、涡流损 耗和附加 损耗 ；杂 散损耗是 指其他
ｐ ： ｐ ＋ｐ ＋ｐ ｃ ｈ （ 、 ４
２ １ 电机铁芯叠 高对 效率的影响 ． 不 同的叠高可 以平衡铁耗 和铜耗 的分布 ，最优 的叠 高不仅 要 满足 能效 的要 求 ，同时也要兼 顾成本 。假设样 机反 电动势 、
式中 Ｐ ——铁 芯损耗 ；Ｐ —— 磁滞损耗 Ｐ —— 涡流损耗 ；Ｐ —— 附加损耗 其中：
Ｒ：
＝
槽 满率相 同，铁芯 冲片结构不变 。
（ ） Ｂ： （ ５）
随着叠 高增加 ，铁耗几何 增加 ，同时 由于电阻减 少 ，电机
的铜耗 降低 ，在一 定叠 高范 围内 ，铜耗 的降低 幅度要大 于铁耗 增 大幅度 ，电机 的效率 上升 。但 叠高增 加到一定 程度 ，电机效 率趋 于不变 ，甚至降低 ，即存在一个最佳 的叠 高。
Ｐ． ３ ｃ ＝ ＩＲ （ １）
式中１ 为绕组相 电流 ；Ｒ为绕组相电阻 ，其 中 ：
脚
为提 高电机效 率 ，首先 需要分析 电机损耗 。电机损耗 主要 包 括铜 损 、铁损 、机械损 及杂散 损耗 ，如果能在设 计 电机 结构
时合理分配各损 耗 ，则能使 电机效率达到最 优。
Ａｂｓ ｒ ｃ ： Ｉ ｔ ｅ ｉ — ｏ ｄ ｔｉ ｎ ｙ ｔ ｍ ｍ ｓｔ ｏ ｔ ｅ ｌ ｃ ｒ ｃ ｔ ｉ ｃ ｎ ｕ ｅ ｆ ｒ ｐ ｒ ｔ ｎ ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｅ ｓ ｒ ｔａ ｔ ｎ ｈ ａ ｒ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓ ｓ ｅ ， ｏ ｆ ｈ ｅ ｅ ｔ ｉ ｉ ｙ Ｓ ｏ ｓ ｍ ｄ ｏ ｏ ｅ ａ ｉ ｇ ｈ ｏ ｒ ｓ ｏ ． Ｔ ｒ ｆ ｒｅ ｄ ｖ ｏ ｎ ａ ｈｅ ｅ ｏ ， ｅ ｅｌ ｐｉ ｇ ｈｉ ｈ ｇ ｅｆ ｉ ｅ ｙ ｏ ｐｒ ｓ ｏ ｉ ｎ ｃ ｓ ａ ｔ ｉ ｃ ｅ ｅ ｈ ｅ ｅ ｇ ｅ ｆｉ ｉ ｎ ｙ． Ｔ ｆ ｃｉ ｎｃ ｃ ｍ ｅ ｓ ｒ ｓ ｅ ｅ ｓ ｒｙ ｏ ｎ ｒ ａｓ ｔ ｅ ｎ ｒ ｙ ｆ ｃ ｅ ｃ ｏ
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中图分类法 TM302 吴加强 李 高
[ 摘要 ] 从异步电动机谐波分析出发 ,分析变频器电机的设计特点 ,提出了用路 的方法改进变频电机的设计办法 。详尽地列出了各计算表达式 ,同时也为其它非正 弦波供电时变频电机的设计提供了理论基础 。重点介绍了变频空调压缩机电机的设 计思路 。
电 压 V
68. 0 75. 0 87. 0 101. 0 110. 0 111. 0 110. 0 110. 0 110. 0 109. 0
电 流 Ia (A) 4. 05 3. 88 4. 10 4. 17 4. 25 4. 55 4. 60 5. 00 5. 75 6. 80
实 测 值
三 、变频电机设计计算方法
(1) 谐波分析 变频空调电机的电源 ,采用 SPWM 调制 信号分六组对称的加在模块上 ,使单相电源 转换成三相 。因此电源将含有一系列的谐
波 ,采用文献 (5) 的分析方法 ,电压表达式为 : U n = 2 ( U1sinωt + U5sin5ωt + U7sin7ωt
空调器变频电机采用电压型逆变电源方
式供电 ,运行时是从低频低压启动 ,故一般不 考虑启动转矩 ,只从抑制高次谐波的角度来 设计电机 。通常把定子设计得较深较窄 ,转 子槽型则设计成闭口槽 ,以加大槽漏抗 、减小 谐波电流及其影响 ,改善电机性能 。基本设 计应达到 X1б+ X′2б= 0. 2～0. 25 。
波等效电路求得各次谐波电流后 ,按下式计
算定子总铜耗 : Pcu1 =Σ3 I21kR1k ②转子铜耗 :变频空调电机一般采用笼
型转子 , 转子导条的挤流效应必须考虑 ,转
子总铜耗计算式为 : Pcu2 =Σ3 I22k R2k
③铁芯损耗 :分别计算出谐波电压造成
的涡流损耗和磁滞损耗 :
PFeEk =
613. 0
4. 70
708. 0
4. 95
781. 0
5. 98
942. 0
7. 02
1052. 0
五 、总 结 本文对空调变频电机的设计提出了具体
可行的方案 ,在理论上总结了变频电机的设 计计算方法 。通过样机的试验验证 ,证明这 种方法的可行性 。但在实际工作中我们也发 现 ,饱和程度对变频率电机有重大影响 ,随着 对变频空调电机的进一步深入的研究 ,在计 算方法上必将进一步的完善 。
则和方法 。1990 年全国电机学术年会论文集 。 5. H. R. Fudt h and C. M. Ong “, Modeling and Analysis of In2
duction Machines Containing Space Harmonics , Part Ⅰ: Modeling and Transformation ; Part Ⅱ: Analysis of Asyn2 chronous and Synchronous Actions ; Part Ⅲ: Three - Phase Cage Motor Induction Machines ”。IEEE , Vol. PAS 102 , Aug. ～Oct . 1983 。
— 21 —
1. 8 0. 05 < Ik/ I
b = 1. 5 0. 01 < Ik/ I ≤0. 05 1. 3 Ik/ I ≤0. 01 1. 4 1. 3 ≤fk/ f
b = 1. 3 fk/ f < 1. 3 ⑤机械损耗 : Pfw = Pfw50 ⑥谐波转矩 : Mk = (2πf k Pm1/ 9. 81) 3 I22k R2k/ Sk
+ ……+ Uksinkωt) 其中 k = 3v ±1 ,v = 0 ,2 ,4 ,6 ,8 , ……,即
k = 1 ,5 ,7ห้องสมุดไป่ตู้,11 ,13 ,17 ,19 , ……;在各次时间谐 波间无相互作用时 ,认为上式各次时间谐波 分别施加于异步电机 ,求取电机损耗 ,然后迭 加损耗 。在此前提下 , 电机的等效磁通表达 式为 :
吸气压力 Kg/ m2 7. 25 6. 30 5. 60 5. 30 4. 95 4. 60 4. 40 4. 18 3. 80 3. 60
计 算 值
电 流 输入功率
(A)
( W)
3. 80
183. 0
3. 72
214. 0
4. 05
347. 0
4. 11
395. 0
4. 19
512. 0
4. 38
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参 考 文 献
1. 刘承榆 ,逆变器供电的笼型异步电动机中损耗和效率计 算 。电机技术 ,1991.
2. 胡春雷等 ,SPWM 变频器装置对异步电机性能的影响 。 中小型电机 ,1988. 1
3. 符定国 , 变频调速异步电动机的设计 。中小型电机 ,
1988. 4 4. 李忠杰 ,逆变器供电变频装置调速异步电动机的设计原
在谐波频率下的激磁电抗 Xmk µ X2k ,故 可将激磁支路省略 ,进而可求出谐波电流 :
Ik = U k/ ( ( R1k + R′2k/ Sk) 2 + ( X1kσ + X′2kσ) 2 定子电流总有效值为 :
I = I21 +ΣI2k (4) 电机损耗计算 :
①定子铜耗 :不计及挤流效应影响 ,由谐
转子谐波漏抗 : X2kσ = f k/ f ( Kkx Xs2 + Xd2 +
Xe2 + Xsk)
转子谐波电阻
:
R2k
=
k
k r
Rbk
+
Rrk
谐波激磁电抗 : XMk = kαXM
其中 Kkx , Kkr 为考虑挤流效应时的值 :谐
波漏抗减小系数和电阻增加系数 。Rbk 、Rrk
与 f k 都有关系须要重新计算 。 (3) 等效电路
( Ue2ff/
U
2 1
-
1) PFeE1
PFeHk =ΣPFeH1 3 ( U k/ U1) 2/ k Ueff 逆变器输出电压的有效值 ; PFeE1 , PFeH1 基波电压造成的涡流损耗 和磁滞损耗 。
PFE =ΣPFeEk +ΣPFeHk ④杂散损耗 : 参考文献(1) , 杂散损耗的 近似计算公式为 : Ps = Ps1 +ΣPs1 ( I1k/ I1) b (f k/ f) c Ps1为电源额定频率 f n 和额定电流 In 时 的定子基频杂散损耗 ;b ,c 为较正系数 :
M =ΣMk ⑦其余电机性能计算 : cos Ф= U1/ I η= P2/ ( P2 + Pcu1 + Pcu2 + PFE + Pfw + Ps) 四 、实 例 对一台样机进行了试验验证 ,下表列出 了空调变频电机在频率变化时 ,电机的各种 性能值与实测值 。
频率 Hz
30 40 50 60 70 80 90 98 110 120
关键词 变频器 笼型异步电动机 设计计算 谐波分析
一 、前 言 由于电子技术的不断发展和生产工艺过
程的完善 ,变频器在电机调速方面已取得了 长足的发展 。控制频率的笼型异步电动机 (简称变频电机) 广泛推广应用 ,已成为电机 调速的主流 。变频空调 80 年代末在国外已 大量生产 ,并投入市场使用 。由于它的节能 、 结构紧凑和整个频率范围内运行噪音低 ,一 投入市场即受到用户的欢迎 。现在在国外 , 窗式 、柜式和分体式及中央空调 ,都普遍采用 变频技术 。在国内 ,中外合资企业也正大量 生产这种变频电机 ,但是很少应用在变频空 调上 ,原因是在国内变频空调的销售量不大 ; 国内厂家和技术部门 ,对空调变频电机的研 制则刚刚起步 。
二 、变频电源对电机的影响 无论是采用电压型逆变器还是电流型逆 变器供电的变频电机 ,其定子绕组中的电流 除基波分量外还含有一系列的谐波分量 ,由 它产生的磁场同转子的磁场将产生谐波转矩 使电机产生振动 ; 增加各种损耗 , 如定转子铜耗 , 铁芯损 耗 ,杂散损耗 ; 影响到主磁路的饱和 ,从而严重影响到 电机的性能 。 — 20 —
如果在一般的三相异步电动机上加变频 电源 ,电机在 30 Hz 以下及 70 Hz 以上时不能 正常工作 ,特别在 70 Hz 以上电机会剧烈振 动 ,发热 。因此对变频电源供电的电机必须 重新设计 ,整个机械部分也需要重点考虑防 振问题 !
根据变频电机的性能和试验总结 ,变频 电机的设计参数的选择同一般电机设计的不 同 ,主要考虑下述几个方面的内容 :
电 流 输入功率
Ib (A)
( W)
3. 95
158. 0
3. 80
220. 0
4. 10
330. 0
4. 17
405. 0
4. 25
523. 0
4. 48
615. 0
4. 68
719. 0
5. 10
795. 0
5. 95
960. 0
6. 90
1091. 0
T出风口 ℃
20. 5 19. 1 17. 8 17. 1 16. 0 15. 2 15. 1 14. 6 14. 5 14. 7
ΦEQ = Φ1/ U1 [ U1 +α( U5/ 5 + U7/ 7 +
……+ U k/ k) ] 式中α———修正系数 ; (2) 谐波参数选择 参考文献(5) ,以 50 Hz 为基本参数 :
R1 ,X1σ ,XM ,X2σ ,R2
定子谐波电阻 : R1k = R1 定子谐波漏抗 : X1kσ = f k/ f X1σ
1. 额定功率 Pn 的选择特点 : 变频电机的谐波损耗将比正常电机增加 10～20 %或更多 ,因此 , 在按一般方法确定 异步电机额定功率的时候 ,应适当放大 5 % ～10 %Pn 。 2. 额定频率 f n 的选择 : 一般以 50 Hz 设计电机的性能参数 ,频 率变化时也作相应调整 ,并且也由于硅钢片 一般性能参数都是在 50 Hz 下所测 。 3. 额定电压 Un 的选择 : 变频电源的输出电压都含有较大比例的 5 次和 7 次谐波 ,并且都占有近 10 %～20 % Un 的比例 ,故设计时将它放大 15 %Un 。 4. 效率 、转矩 、最大转矩倍数可按实际要 求设定 。 5. 定转子槽形的选择 :